RFLP - відбитки пальців ДНК

Патрік Ройзен

М.е., Стенфордський університет
Лауреат декількох викладацьких нагород

Патрік викладає біологію AP протягом 14 років і є володарем багатьох нагород за навчання.

Оскільки ДНК унікальна для людини, ми можемо використовувати її Дактилоскопія ДНК збігати генетичну інформацію з людиною, від якої вона походить. Техніка поліморфізму довжини фрагмента рестрикції (RFLP) "вирізає" гени, які, ймовірно, будуть диференціюючими факторами, використовуючи рестрикційні ферменти. Розділяють за розмірами за допомогою гелевого електрофорезу. Сформована картина буде особливо унікальною, оскільки в досліджуваних генах спостерігається більша мінливість.

Коли я вперше розпочав навчання в коледжі, тоді відбитки пальців ДНК почали входити в популярну базу знань, і люди говорили про цю технологію ДНК, яка може бути використана для ідентифікації людей, і це вважалося майже магічною справою. Насправді мій друг, який є англійським майором, він був дуже впевнений, що точно знає, що таке дактилоскопія ДНК. Я пам’ятаю, як він пояснив комусь іншому, що якщо ви залишили відбиток пальця, то вчений міг взяти трохи вашого відбитка, покласти його в пітрид і виростити цілу нову копію вас, а потім поглянути на обличчя вашого клона і визначити вас таким чином.

На жаль, це не так працює, це трохи складніше і трохи менш складно, більш з менш складної сторони. Існує два великих типи дактилоскопічних досліджень ДНК, один називається ПЛР, той, про який я зараз поговорю, називається RFLP, який є дуже довгим, вибачте, існує справді коротка версія справжньої назви, яка називається Поліморфізм довжини фрагмента обмеження, але Основна ідея відбитків пальців ДНК незалежно від того, чи це RFLP чи PCR, полягає в тому, що ви досліджуєте ДНК, використовуючи в даному випадку RFLP та вимірювальний інструмент, який називається гель-електрофорез, для проведення цієї експертизи ДНК. Отже, якщо ми подивимось на цей поліморфізм довжини фрагмента обмеження, то цей гігантський заголовок, що це означає? Ну, є щось у фрагментах та довжинах, тепер рестрикційний фрагмент - це те, що створюється, коли особливий вид ферменту, що зрізається, називається ферментом рестрикції, розрізає ДНК-полі - це корінне слово, яке багато з вас знають, що воно означає багато, морфа означає форму або форми і тому поліморфізм означає, що ви бачите різні розміри або форми в довжині фрагментів ДНК людей. Отже, основна ідея RFLP полягає в тому, що ви використовуєте ті рестрикційні ферменти, спеціалізовані ферменти, які розрізають ДНК у дуже специфічних послідовностях, щоб розрізати ДНК на різну довжину.

Кожна людина, оскільки наша ДНК відрізняється від однієї особи до іншої, закінчиться, створюючи різний зразок довжини фрагментів. І тоді ви використовуєте цей процес, який називається гель-електрофорез. Що це? Ну Гель-електрофорез використовує такий гель, як правило, агарозу, який виглядає як желе, без жодної дієтичної їжі, і ви пропускаєте через нього електричний струм. Тепер ДНК має негативний заряд, тому це електричне поле змушує її від негативної сторони до позитивної, і менші шматочки ДНК можуть просочуватися через гель набагато швидше, ніж більші шматки. Давайте подивимось на цей слайд PowerPoint тут, і ми можемо отримати кращу уяву про те, як працює цей поліморфізм довжини фрагмента обмеження RFLP.

Припустимо, у нас є зразок один і зразок два, це два різні джерела ДНК. Зараз у мене є рестрикційний фермент, який шукає послідовність GAATC, і тому він проходить уздовж цієї ДНК, переходить GAATC і вирізає її тут же. Він продовжує рухатися, не знаходить цієї послідовності знову. У зразку, який йде на інший ланцюг, пам’ятайте, що ланцюги ДНК протипаралельні, вони рухаються в протилежних напрямках, і фермент рестрикції проходить вздовж цього ланцюга, проходить GATTC і розрізає його там. Що мені закінчується, це цей фрагмент тут, який є коротким, і цей фрагмент, який є довгим. Тепер зразок два надходить від когось іншого з іншою послідовністю на цьому конкретному сайті, замість GAATC, у них є GTATC, і фермент рестрикції йде далі, і каже, що GTA не зважає і ігнорує це, аналогічно GAT і ігнорує його.

Добре, так що ДНК зразка двох обмотується, тому її не вирізають, тому вона дуже довга, ми беремо наш зразок, одна ДНК кладемо її в отвір, або свердловину в гелі, беремо дві ДНК проби, поміщаємо її туди, а потім припускаючи, що ми маємо досить великий зразок, тому ви не можете побачити одну молекулу ДНК, вам потрібно кілька мільйонів молекул ДНК разом, щоб ви могли насправді побачити її неозброєним оком. Отже, ми помістили в цю свердловину зразок ДНК від людини номер один, в цю свердловину поклали зразок ДНК від людини номер два, потім налаштували електричний струм, щоб ця сторона гелю була негативно заряджена, відштовхуючи ДНК з цієї сторони позитивно заряджений, залучаючи ДНК, і ланцюг ДНК почне рухатися.

Оскільки ми маємо в криниці двох зразків цілу купу однакових великих молекул ДНК, їм важко пробитися через цю смугу перешкод. Тоді як у першому зразку ми маємо зразок двох різних типів фрагментів ДНК - низькорослих хлопців, які застібались на блискавку, і цих більших хлопців, які пробираються не так швидко, як швидкий Гонсалес тут, такий собі там. Потім ми вимикаємо струм, і тоді ми можемо додати спеціальні плями, які роблять ДНК видимою, і тоді ми можемо побачити наш малюнок. І ви могли б використовувати це ще у 80-ті та 90-ті роки, які використовували подібні схеми для ідентифікації підозрюваних. Він також багато використовувався при виконанні деяких початкових робіт з картографування проекту генозу людини та у стандартних дослідженнях. Також під час генної інженерії, коли вам доводиться вирізати ДНК, це дуже простий і швидкий спосіб визначити, чи успішні ви.